【java】浅析java组件中的布局管理器

这篇博文笔者介绍一下java组件中，常用的布局管理器。java组件中的布局方式有好几十种，所有的这些布局管理器都实现了java.awt.LayoutManager接口。接下来笔者介绍一下常用的5种布局管理器，FlowLayout、BorderLayout、GridLayout、GridBagLayout、CardLayout、BoxLayout。如果不希望使用布局管理器，可以调用组件的 setLayout(null); ，但是不建议设置layout为null，因为这样就失去了跨平台特性，和java的设计理念相违背。

1.FlowLayout

 FlowLayout流式布局管理器，组件像水流一样向某方向流动（排列），遇到障碍（边界）就折回，重头开始排列。在默认情况下，FlowLayout布局管理器从左向右排列所有组件，遇到边界就会折回下一行重新开始。

在电脑上输入一篇文章时，所使用的就是FlowLayout布局管理器，所有的文字默认从左向右排列，遇到边界就会折回下一行重新开始。AWT中的FlowLayout布局管理器于此完全类似，只是此时排列的是AWT组件，而不是文字。

JPanel组件默认使用的就是FlowLayout。

FlowLayout组件中有三个静态常量，分别为FlowLayout.LEFT、FlowLayout.CENTER、FlowLayout.RIGHT，分别表明FlowLayout中组件的排列方向为从左向右排列、从中间向两边排列、从右边向左边排列。

        JFrame f=new JFrame("测试窗口");
        //JFrame容器默认使用BorderLayout布局管理器
        //设置JFrame容器使用FlowLayout布局管理器,从左向右排列,水平间距为20,垂直间距为5
        f.setLayout(new FlowLayout(FlowLayout.LEFT,20,5));
        for(int i=0;i<10;i++){
            f.add(new JButton("按钮"+i));
        }
        f.pack();
        f.setVisible(true);

2.BorderLayout

BorderLayout将组件分为EAST、SOUTH、WEST、NORTH、CENTER 五个区域，普通组件可以被放置在这五个区域中的任何一个。

当改变BorderLayout的容器大小时，NORTH、SOUTH和CENTER区域水平调整，而EAST、WEST和CENTER区域垂直调整。

常见的组件JFrame，JDialog，JScrollPanl默认使用的就是BorderLayout，使用BorderLayout需要注意如下两点：

1.当向使用BorderLayout布局管理器的容器中添加组件时，需要指定要添加到那个区域中。如果没有指定添加到那个区域中，则默认添加到中间区域。

2.如果向某个区域添加多个组件的话，后放入的组件会覆盖先放入的组件，在实际情况中，可以放入一个JPanel组件，然后再在JPanel组件中放入其它组件。

        JFrame f=new JFrame("测试窗口");
        //设置为BorderLayout,水平间距30,垂直间距为5
        f.setLayout(new BorderLayout(30,5));
        f.add(new JButton("WEST"),BorderLayout.WEST);
        f.add(new JButton("EAST"),BorderLayout.EAST);
        f.add(new JButton("NORTH"),BorderLayout.NORTH);
        f.add(new JButton("SOUTH"),BorderLayout.SOUTH);
        f.add(new JButton("CENTER"),BorderLayout.CENTER);
        //f.add(new JButton("CENTER"));
        
        f.pack();
        f.setVisible(true);

3.GridLayout

 GridLayout网格布局管理器，该布局管理器将容器分割成纵横线分隔的网格，每个网格所占的区域大小相同。当向使用GridLayout布局管理器的容器中添加组件时，默认从左向右、从上往下依次添加到每个网格中。

        JFrame f=new JFrame("窗口测试");
        f.setLayout(new BorderLayout());
        
        JPanel p1=new JPanel();
        p1.add(new JTextField(30));
        f.add(p1,BorderLayout.NORTH);
        
        JPanel p2=new JPanel();
        //设计JPanel使用GridLayout布局管理器,3行,5列,水平间距和垂直间距都为4
        p2.setLayout(new GridLayout(3,5,4,4));
        String[] names={"0","1","2","3","4",
                        "5","6","7","8","9",
                        "+","-","*","/","="};
        //往JPanel中添加15个按钮
        for(int i=0;i<15;i++){
            p2.add(new JButton(names[i]));
        }
        f.add(p2);
        f.pack();
        f.setVisible(true);

4.GridBagLayout

 GridBagLayout布局管理器功能最强大，但也最复杂，与GridLayout不同的是，在GridBagLayout布局管理器中，一个组件可以跨域一个或多个网格，并可以设置各网格的大小各不相同，从而增加了布局的灵活性。为了处理GridBagLayout中GUI组件的大小，跨域形，Java提供了GridBagConstraints对象，该对象与特定的GUI组件关联，用于控制GUI组件的大小、跨越性。

下面是使用GridBagLayout布局管理器的步骤：

1.创建GridBagLayout布局管理器，并且指定GUI容器使用该布局管理器

        GridBagLayout gb=new GridBagLayout();
        container.setLayout(gb);

2.创建GridBagConstraints对象，并且设置该对象的相关属性（用于设置该受该对象控制的GUI组件的大小、跨域形等）

        gbc.gridx=2;//设置受该对象控制的GUI组件位于网格的横向索引
        gbc.gridy=1;//设置受该对象控制的GUI组件位于网格的纵向索引
        gbc.gridwidth=2;//设置受该对象控制的GUI组件横向跨域多少格
        gbc.gridheight=1;//设置受该对象控制的GUI组件纵向跨域多少格

3.调用GridBagLayout对象的方法来建立GridBagConstraints对象和受控制组件之间的关系

        gb.setConstraints(c,gbc);//设置组件c受gbc对象控制

4.添加组件，与采用普通布局管理器添加组件的方法完全一样

        container.add(c);

因此使用GridBagLayout的关键在于GridBagConstraints，它才是精确控制每个GUI组件的核心类，CridBagConstraints类有几个属性：

1.gridX、gridY 设置受该对象控制的GUI组件左上角所在网格的横向索引和纵向索引（GridBagLayout左上角网格的索引为0、0）。这两个值还可以是GridBagConstraints.RELATIVE（默认值）,它表明当前组件紧跟在上一个组件之后。

2.gridwidth、gridheight 设置受该对象控制的GUI组件横向、纵向可以跨域多少个网格，两个属性值的默认值都是1。如果设置这两个属性值为GridBagConstraints.REMAINDER，表明受该对象控制的GUI组件是横向、纵向最后一个组件；如果设置这两个属性为GridBagConstraints.RELATIVE，表明该独享控制的GUI组件是横向、纵向控制的倒数第二个组件，或是让这个组件紧跟在前面添加的组件之后。

3.fill 设置受该对象控制的GUI组件如何占据空白区域，该属性的取值如下，

GridBagConstraints.NONE ：GUI组件不扩大

GridBagConstraints.HORIZONTAL ：GUI组件水平扩大以占据空白区域

GridBagConstraints.VERTICAL ：GUI组件垂直扩大以占据空白区域

GridBagConstraints.BOTH ：GUI组件水平垂直同时扩大以占据空白区域

4.ipadx、ipady 设置受该对象控制的GUI组件横向、纵向填充的大小，及在该组件最小尺寸的基础上还需要增大多少。如果设置了这两个属性，则组件横向的大小为最小宽度再加上ipadx*2像素，纵向的大小为最小高度再加上ipady*2像素。

5.insets 设置受该对象控制的GUI组件的外部填充的大小，及该组件边界和显示区域边界的距离。

6.anchor 设置受该对象控制的GUI组件在其显示区域中的定位方式。定位方式如下：

GridBagConstraints.CENTER （中间）

GridBagConstraints.NORTH（上中）

GridBagConstraints.NORTHWEST（左上角 ）

GridBagConstraints.NORTHEAST（右上角）

GridBagConstraints.SOUTH（下中）

GridBagConstraints.SOUTHEAST（右下角）

GridBagConstraints.SOUTHWEST（左下角）

GridBagConstraints.EAST（右中）

GridBagConstraints.WEST（左中）

7.weightx、weighty 设置受该对象控制的GUI组件占用多余空间的水平、垂直增加比例（也叫权重，即weight的直译），这两个属性的默认值是0，即该组件不占用多余的空间。假设某个容器的水平线上包括三个GUI组件，他们的水平增加比例分别为1、2、3，当容器宽度增加60的时候，第一个组件的宽度增加10，第二个组件的宽度增加20，第三个组件的宽度增加30。如果增加比率为0，表示不会增加。

如果希望某个组件的大小随着容器的增加而增加，则必须同时设置该组件的GridBagConstraints对象的fill属性和weightX、weightY属性。

例如：

public class GridBagLayoutTest {
    private JFrame f=new JFrame();
    private GridBagLayout gb=new GridBagLayout();
    private GridBagConstraints gbc=new GridBagConstraints();
    private JButton[] bs=new JButton[10];
    
    private void init(){
        f.setLayout(gb);
        for(int i=0;i<bs.length;i++){
            bs[i]=new JButton("按钮"+i);
        }
        //设置所有组件都可以在横向和纵向上扩大
        gbc.fill=GridBagConstraints.BOTH;
        gbc.weightx=1;
        gbc.weighty=1;
        
        addJButton(gbc,bs[0]);
        addJButton(gbc,bs[1]);
        addJButton(gbc,bs[2]);
        
        //设置该gbc控制的组件为横向的最后一个
        gbc.gridwidth=GridBagConstraints.REMAINDER;
        addJButton(gbc,bs[3]);
        addJButton(gbc,bs[4]);
        
        //设置该gbc控制的组件不会横向扩大
        gbc.gridwidth=GridBagConstraints.RELATIVE;
        gbc.weightx=0;
        gbc.gridwidth=2;//设置该gbc控制的组件可以占两格
        addJButton(gbc,bs[5]);
        
        //设置为横向最后一个组件
        gbc.gridwidth=GridBagConstraints.REMAINDER;
        addJButton(gbc,bs[6]);
        
        //设置该GridBagConstraints控制的组件横向跨越一格，纵向跨越两格
        gbc.gridwidth=1;
        gbc.gridheight=2;
        
        addJButton(gbc,bs[7]);
        
        //设置纵向不会扩大
        gbc.weighty=0;
        //设置该GridBagConstraints控制的组件将成为横向的最后一个组件
        gbc.gridwidth=GridBagConstraints.REMAINDER;
        //设置该GridBagConstraints控制的组件纵向跨域1格
        gbc.gridheight=1;
        
        addJButton(gbc,bs[8]);
        addJButton(gbc,bs[9]);
        
        f.pack();
        f.setVisible(true);
    }
    private void addJButton(GridBagConstraints gbc,JButton b){
        gb.setConstraints(b, gbc);
        f.add(b);
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        new GridBagLayoutTest().init();
    }
}

5.CardLayout

 CardLayout布局管理器以时间而非空间的方式来管理它里面的组件，它将加入容器的所有组件看成一叠卡片，每次只有最上面的那个Component可见。就好像一副扑克牌，他们叠在一起，每次只有最上面的那张扑克牌可见。

因为CardLayout布局管理器这种特性，所以在实现AWT页面跳转的时候，可以使用该布局管理器来实现。有一点需要注意，往cardLayout中添加的组件，默认情况下，第一个被显示的组件是会聚焦的，即使在后来换成了cardlayout中的其它组件，聚焦还是不会变，如果不聚焦的话将会导致一些功能不能使用（例如键盘响应事件），所以在换了cardLayout中的组件中，必需要手动聚焦，键盘事件才会起作用，调用方法： jpanel1.requestFocus(); 。

例如：

public void mousePressed(MouseEvent e) {
                //开始跳转画面
                layout.show(layoutPanel, "game");
                //必须要显式聚焦，gamePanel才能聚焦，键盘事件才会起作用
                gamePanel.requestFocus();
        }

 案例：

    JFrame f=new JFrame("窗口测试");
    CardLayout layout=new CardLayout();
    String[] names={"第一张","第二张","第三张","第四张","第五张"};
    JPanel p1=new JPanel();
    JPanel p2=new JPanel();
    
    
    public void init(){
        p1.setLayout(layout);
        for(int i=0;i<names.length;i++){
            p1.add(names[i], new Button(names[i]));
        }
        ActionListener listener=new ActionListener() {
            @Override
            public void actionPerformed(ActionEvent e) {
                String name=e.getActionCommand();
                if("上一张".equals(name)){
                    layout.previous(p1);
                }else if("下一张".equals(name)){
                    layout.next(p1);
                }else if("第一张".equals(name)){
                    layout.first(p1);
                }else if("最后一张".equals(name)){
                    layout.last(p1);
                }else if("第三张".equals(name)){
                    layout.show(p1, name);
                }
            }
        };
        
        
        JButton previous=new JButton("上一张");
        previous.addActionListener(listener);
        p2.add(previous);
        JButton next=new JButton("下一张");
        next.addActionListener(listener);
        p2.add(next);
        JButton first=new JButton("第一张");
        first.addActionListener(listener);
        p2.add(first);
        JButton last=new JButton("最后一张");
        last.addActionListener(listener);
        p2.add(last);
        JButton three=new JButton("第三张");
        three.addActionListener(listener);
        p2.add(three);
        
        f.add(p1);
        f.add(p2,BorderLayout.SOUTH);
        f.pack();
        f.setSize(500,300);
        f.setVisible(true);
    }
    public static void main(String[] args) {
        new CardLayoutTest().init();
    }

6.BoxLayout

GridBagLayout的功能虽然强大，但是实在太过复杂，所以Swing引入了一个新的布局管理器BoxLayout，BoxLayout保留了GridBagLayout的许多优点，同时又没有那么复杂。

BoxLayout可以被设置到其它组件（例如JFrame,JPanel等等）,但是BoxLayout一般和Box组件搭配使用，Box组件优点像Panel容器，但该容器使用的是BoxLayout布局管理器。

下面是BoxLayou的一些常用方法：

        Box.createHorizontalBox();//水平摆放的组件
        Box.createVerticalBox();//垂直摆放的组件
        Box.createGlue();//可在两个方向同时拉伸的间距
        Box.createHorizontalGlue();//可在水平方向拉伸的间距
        Box.createVerticalGlue();//可在垂直方向拉伸的间距
        Box.createHorizontalStrut(int width);//创建一个指定宽度的间距，可在垂直方向拉伸间距
        Box.createVerticalStrut(int height);//创建一个指定高度的间距，可在水平方向拉伸间距
        Box.createRigidArea(Dimension d);//创建一个指定宽度和高度的间距，水平和垂直方向都不可拉伸间距

案例：

    JFrame f=new JFrame("窗口测试");
    //定义水平摆放的组件
    Box horizontal=Box.createHorizontalBox();
    //定义垂直摆放的组件
    Box vertical=Box.createVerticalBox();
    
    public void init(){
        horizontal.add(new JButton("水平按钮一"));
        horizontal.add(Box.createHorizontalGlue());//水平方向可拉伸的间距
        horizontal.add(new JButton("水平按钮二"));
        horizontal.add(Box.createHorizontalStrut(10));//水平方向不可拉伸的组件
        horizontal.add(new JButton("水平按钮三"));
        
        vertical.add(new JButton("垂直按钮一"));
        vertical.add(Box.createVerticalGlue());//垂直方向可拉伸的组件
        vertical.add(new JButton("垂直按钮二"));
        vertical.add(Box.createVerticalStrut(10));//垂直方向不可拉伸的组件
        vertical.add(new JButton("垂直按钮三"));
        
        f.add(horizontal,BorderLayout.NORTH);
        f.add(vertical);
        f.pack();
        f.setVisible(true);
    }
    public static void main(String[] args) {
        new BoxLayoutTest().init();
    }